(57)【要約】【課題】  成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる触媒化学気相成長装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法を得る。【解決手段】  原料ガス供給手段と、原料ガスの一部を分解して活性種を生成する熱触媒体と、成膜される半導体基板を支持するステージとを有する。そして、ステージは、熱触媒体からの活性種の拡散方向に対して斜めになるように半導体基板を支持する。また、ステージは、自転又は／及び公転することが好ましい。【選択図】      図１
2006245464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガス供給手段と、
前記原料ガスの一部を分解して活性種を生成する熱触媒体と、
成膜される半導体基板を支持するステージとを有し、
前記ステージは、前記熱触媒体からの前記活性種の拡散方向に対して斜めになるように前記半導体基板を支持することを特徴とする触媒化学気相成長装置。
【請求項２】
前記ステージは、自転することを特徴とする請求項１に記載の触媒化学気相成長装置。
【請求項３】
前記ステージは、公転することを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒化学気相成長装置。
【請求項４】
前記熱触媒体は、前記ステージを囲うように配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の触媒化学気相成長装置。
【請求項５】
前記熱触媒体は、螺旋状であることを特徴とする請求項４に記載の触媒化学気相成長装置。
【請求項６】
前記熱触媒体は、公転することを特徴とする請求項１に記載の触媒化学気相成長装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の触媒化学気相成長装置を用いて、半導体基板上に膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる触媒化学気相成長装置（Catalytic Chemical Vapor Deposition: Cat-CVD装置）及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
触媒化学気相成長装置（以下、Cat-CVD装置と呼ぶ）は、保護膜の一般的な成膜装置であるプラズマＣＶＤ装置と比較し、低温（〜３００℃）で、緻密で透湿性の小さい絶縁膜を成膜することができる（例えば、特許文献１参照）。従って、Cat-CVD装置を用いて表面保護膜を成膜させれば、半導体装置の耐湿性を向上させることができる。このようにCat-CVD装置は表面保護膜の成膜装置として優れている。
【０００３】
従来のCat-CVD装置は、図８に示すように、原料ガス供給手段１１と、原料ガスの一部を分解して活性種を生成する熱触媒体１２と、成膜される半導体基板１３を支持するステージ１４とを有し、ステージ１４は、熱触媒体１２からの活性種の拡散方向に対して垂直になるように半導体基板１３を支持していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４３７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のCat-CVD装置では、図９に示すように、熱触媒体からの活性種の拡散が一方向であるため、半導体基板１３上に形成された電極等の構造物１５の側壁部分において、表面保護膜１６のカバレッジが悪いという問題があった。カバレッジが悪ければ、その部位で透湿しやすくなり、半導体装置の耐湿性が劣化する。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる触媒化学気相成長装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る触媒化学気相成長装置は、原料ガス供給手段と、原料ガスの一部を分解して活性種を生成する熱触媒体と、成膜される半導体基板を支持するステージとを有し、ステージは、熱触媒体からの活性種の拡散方向に対して斜めになるように半導体基板を支持する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るCat-CVD装置を示す側面図である。このCat-CVD装置は、原料ガス供給手段１１と、原料ガスの一部を分解して活性種を生成する熱触媒体１２と、成膜される半導体基板１３を支持するステージ１４とを有する。
そして、ステージ１４は、熱触媒体１２からの活性種の拡散方向に対して斜めになるように半導体基板１３を支持する。また、ステージ１４は自転する。ただし、自転の回転軸は、半導体基板１３の中央部を通り半導体基板１３の面に対して法線方向の軸とする。
【００１０】
これにより、図２に示すように、半導体基板に対して斜め方向の活性種拡散を発生させ、半導体基板１３上に形成された電極等の構造物１５の側壁部分においても、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる。
【００１１】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係るCat-CVD装置を示す側面図である。実施の形態１と同様に、ステージ１４は、熱触媒体１２からの活性種の拡散方向に対して斜めになるように半導体基板１３を支持する。そして、実施の形態２では、ステージ１４は自転するだけでなく公転する。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏するだけでなく、実施の形態１に比べてカバレッジの面内分布を改善することができる。
【００１２】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係るCat-CVD装置を示す側面図である。熱触媒体１２は、ステージ１４を囲うように配置されている。囲い方として、ドーム状、直方体状があるが、半導体基板１３に対して斜め方向に位置する熱触媒体１２を含むようにする。これにより、複雑な機械構造を採用することなく、半導体基板に対して斜め方向の活性種拡散を発生させ、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる。なお、実施の形態１又は２のようにステージ１４が自転及び／又は公転するようにしてもよい。
【００１３】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係るCat-CVD装置を示す側面図である。熱触媒体１２は螺旋状であり、実施の形態３と同様にステージ１４を囲うように配置されている。これにより、単純な構造で実施の形態３と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１又は２のようにステージ１４が自転及び／又は公転するようにしてもよい。
【００１４】
実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係るCat-CVD装置を示す側面図である。熱触媒体１２はステージ１４上の半導体基板１３に対して斜めに位置し、かつ半導体基板１３の周囲を公転する。これにより、半導体基板に対して斜め方向の活性種拡散を発生させ、成膜する表面保護膜のカバレッジを改善することができる。なお、熱触媒体１２を球面状に張り、かつ半導体基板１３の周囲を公転するようにしてもよい。
【００１５】
ところで、実施の形態３，４のように半導体基板１３上の全天球面に熱触媒体１２を配置すると、半導体基板１３に対する熱輻射が大きくなるため、半導体基板１３の温度上昇を抑制するための高性能な冷却機構が必要となる。これに対し、実施の形態５では、熱輻射は大きくならないため、従来の冷却機構を用いることができる。
【００１６】
実施の形態６．
図７は、本発明のCat-CVD装置を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図である。ここでは、ゲート電極１７、ソース電極１８及びドレイン電極１９を有するトランジスタ形成された半導体基板１３上に、ＳｉＮからなる表面保護膜１６を成膜する方法について説明する。
【００１７】
まず、実施の形態１〜５の何れかのCat-CVD装置のステージ１４上に半導体基板１３をセットする。次に、原料ガス供給手段１１により原料ガス（例：ＳｉＨ４／ＮＨ３＝１／１００ｓｃｃｍ）を導入し、所望のガス圧（例：５Ｐａ）を維持する。その後、タングステンワイヤからなる熱触媒体１２に電流を投入する。そして、熱触媒体１２が約１８００℃まで加熱されると原料ガスが分解してＳｉ，Ｎ等の活性種が発生し、半導体基板１３の表面に表面保護膜１６が成膜する。
【００１８】
これにより、カバレッジに優れた表面保護膜１６を成膜することができる。従って、耐湿性が高く、信頼性に優れた半導体装置を作製することができる。
【００１９】
なお、図７では一例として実施の形態４に係るCat-CVD装置を用いているが、これに限らず他の実施の形態に係るCat-CVD装置を用いることができる。また、成膜する膜種としては、ＳｉＮの他に、Ｓｉ、ＳｉＯ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣ，ＧａＮ，ＡｌＮ，ＡｌＯなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るCat-CVD装置を示す側面図である。
【図２】実施の形態１に係るCat-CVD装置を用いて半導体基板上に表面保護膜を形成する様子を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るCat-CVD装置を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るCat-CVD装置を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係るCat-CVD装置を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係るCat-CVD装置を示す側面図である。
【図７】本発明のCat-CVD装置を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】従来のCat-CVD装置を示す側面図である。
【図９】従来のCat-CVD装置を用いて半導体基板上に表面保護膜を形成する様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１  原料ガス供給手段
１２  熱触媒体
１３  半導体基板
１４  ステージ
１５  構造物
１６  表面保護膜
１７  ゲート電極
１８  ソース電極
１９  ドレイン電極
【図１】
2006245464.tif 000003
【図２】
2006245464.tif 000004
【図３】
2006245464.tif 000005
【図４】
2006245464.tif 000006
【図５】
2006245464.tif 000007
【図６】
2006245464.tif 000008
【図７】
2006245464.tif 000009
【図８】
2006245464.tif 000010
【図９】
2006245464.tif 000011